(57)【要約】【課題】塵埃検出手段の機能回復を自動化する電気掃除機を提供する。【解決手段】塵埃が流れる空気通路（図示せず）内に光を放つ発光部２１からの光を受け受光量に応じた信号を出力する受光部２２と、受光部２２の出力信号の変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部３４と、発光部２１と受光部２２の近傍に配置され空気通路内に出入り可能で、空気通路内に入ると空気通路を部分的に制限する通路制限手段７１と、通路制限手段７１を動作させる駆動手段（図示せず）を制御する制御手段３７と、制御手段３７の動作時間を決定する制御時間閾値７４とを備え、発光部２１又は／及び受光部２２が汚れていると判断した場合、制御時間閾値７４で定めた時間だけ、通路制限手段７１を空気通路に挿入するもので、空気通路の一部が制限されるため、発光部２１と受光部２２近傍の風速が上昇し、近傍の塵埃が吹き飛ばされ、常に正常な動作が実現できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃が流れる空気通路内に光を放つ発光部と、前記発光部の光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部の出力信号の変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、前記発光部と前記受光部の近傍に配置されると共に前記空気通路内に出入り可能で、前記空気通路内に入ったときに前記空気通路を部分的に制限する通路制限手段と、前記通路制限手段を動作させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段の動作時間を決定する制御時間閾値とを備え、前記制御手段は、前記汚れ判別部の出力により、前記発光部又は／及び前記受光部が汚れていると判断した場合、前記制御時間閾値で定められた時間だけ、前記駆動手段で前記通路制限手段を前記空気通路に挿入することを特徴とした電気掃除機。
【請求項２】
通路制限手段の動作時に、その動作を報知する報知手段を設けた請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
通路制限手段動作後、汚れ判別手段により再度、発光部又は／及び受光部の汚れを判別し、それらがなお汚れていると判断したときは、前記通路制限手段を再動作させることを特徴とした請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
通路制限手段の連続動作回数をカウントする動作カウンタと、前記通路制限手段の連続動作を制限する連続動作制限閾値とを備え、前記連続動作制限閾値の値だけ前記通路制限手段が動作した場合は、それ以上前記通路制限手段を動作させず、報知手段を動作させて、使用者に受光部や発光部の清掃を促すようにしたことを特徴とした請求項３に記載の電気掃除機。
【請求項５】
電動送風機による吸引風の風速を検知する風速検知手段と、前記風速検知手段で検知された風速が一定値を下回ったことを判断する風速判断閾値とを備え、前記風速検知手段で検知した風速が一定値以下の場合は、連続動作制限閾値の値を増加させることを特徴とした請求項４に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、塵埃を検知する塵埃検出手段を有する電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の電気掃除機の塵埃検知手段は、図５〜７に示すような構成が一般的であった。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図５は、従来の電気掃除機の床用吸込具の吸込口付近の断面図であり、塵埃を吸引する床用吸込口１から電気掃除機本体（図示せず）に連通する吸込口２に至る空気通路内３中に、光を放つ発光ダイオード４及び発光ダイオード４からの光を受けるフォトトランジスタ５を設けている。なお、発光ダイオード４およびフォトトランジスタ５は、塵埃による汚れ防止のため、一般に透明なホルダー１８および１９に挿入されて設置されている。このときホルダー１８および１９は、表面が塵埃に覆われた場合も、ある程度は吸込み風によって吹き飛ばされるよう空気通路内３に図のように飛び出している。
【０００４】
図６は、従来の電気掃除機の回路図であり、図７（ａ）は、同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に汚れがなく塵埃が通過しないときの要部出力波形図、（ｂ）は、同塵埃検知装置の空気通路内に汚れがなく塵埃通過時の要部出力波形図、（ｃ）は、同塵埃検知装置の空気通路内に汚れがあるときの要部出力波形図である。
【０００５】
発光部２１は、塵埃が流れる空気通路内に光を放つもので前記発光ダイオード４を用いている。受光部２２は、この発光部２１からの光を受光し、受光量に応じた信号を出力するもので、前記フォトトランジスタ５と、抵抗６、７、コンデンサ８、ＯＰアンプ９で構成された電圧増幅部とで構成している。
【０００６】
このフォトトランジスタ５は、清掃作業中に吸込通路を流れる吸込空気流中に塵埃が含まれていると、発光ダイオード４からの光がこの塵埃により遮断され、フォトトランジスタ５の受光量が少なくなり出力電圧は大きくなる。その結果、受光部２２の出力電圧は一旦減少した後増加する。この受光部２２の出力は、抵抗２３、２４およびＯＰアンプ２５にて構成した比較部２６に入力している。
【０００７】
電圧設定部２７は、受光部２２の検知レベルを設定するもので、抵抗２８、２９により構成しており、約３．１Ｖに設定されている。変化検知部３０は、受光部２２および電圧設定部２７の出力により、受光部２２の出力電圧の変化を検知するものであり、比較器３１を用いている。
【０００８】
次に、時間測定部３２は変化検知部３０の出力により、受光部２２の出力電圧が変化している時間を測定するものである。時間設定部３３は、時間測定部３２により測定する最大時間を予め設定する。汚れ判別部３４は、時間測定部３２および時間設定部３３の２つの出力の比較により、受光部２２の出力電圧の変化が汚れによるものか否かを判別する。さらに、受光電流設定部３５は、受光部２２への複数の通電電流を設定するもので、複数の抵抗群により構成されている。
【０００９】
受光電流選択部３６は、汚れ判別部３４の出力により受光電流設定部３５の電流を選択するもので、受光部２２の出力電圧が約３Ｖになるように選択する。そして、これらの全系統は５Ｖで動作するように設定されている。
【００１０】
なお、時間測定部３２、時間設定部３３、汚れ判別部３４は、制御手段３７内に構成されている。また、受光部２２の出力とＯＰアンプ２５の出力と信号を比較する比較部２６の出力は、この制御手段３７に入力され、電動送風機６２を駆動する。つまり、電動送風機６２の吸引力を、受光部２２の出力、すなわち塵埃の有無により変動させている。そして、制御手段３７の塵埃を検知する基本時間は０．１秒である。すなわち、制御手段３７は０．１秒間の受光部２２の出力の変化回数により塵埃の量を判別している。  
【００１１】
塵埃が吸い込まれていなければ、受光部２２の出力は３Ｖ一定であり、変化検知部３０は動作しないため、受光電流選択部３６からは受光部２２の出力電圧が３Ｖになるように任意の抵抗が選択出力されている（図７（ａ））。しかし、塵埃が通過すると、受光部２２の出力は定常３Ｖからいったん０Ｖまで減少した後再び３Ｖに戻るという動作を繰り返すため、変化検知部３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’に変化して、時間測定部３２は変化している時間を測定する。
【００１２】
実際に塵埃が通過する場合には、変化検知部３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’→’Ｌ’という動作を繰り返すため、時間測定部３２は、動作の開始、停止を繰り返し、大きな値をカウントすることはない。時間設定部３３に予め大きな値を入力しておき、時間測定部３２の出力と比較することにより、汚れ判別部３４は動作しない。
【００１３】
本例では、時間設定部３３の値として、制御手段３７が塵埃を検知する基本時間である０．１秒に設定している（図７（ｂ））。
【００１４】
一方、使用していくにつれて、発光部２１および受光部２２を収納し、空気通路３中に突起物として存在するホルダー１８、１９の表面には、塵埃による汚れが次第に付着して行くため、フォトトランジスタ５が発光ダイオード４から受け取る光量が減少し、受光部２２の出力電圧は３Ｖから次第に上昇してしまう。  
【００１５】
すると、電圧設定部２７との比較により、変化検知部３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’に変化し、時間測定部３２は動作を開始する（図７（ｃ）Ｔ１）。この場合、受光部２２の出力電圧は変化しないため、時間測定部３２はその動作を継続して、ついには時間設定部３３に予め設定した値よりも大きくなる。すると、汚れ判別部３４は動作して受光電流選択部３６を駆動し、受光電流設定部３５の任意の値を選択する。これにより受光部２２の電圧も低下する。この動作は、変化検知部３０の出力が’Ｈ’→’Ｌ’に変化する、すなわち、受光部２２の出力が電圧設定部２７の設定電圧より小さくなるまで継続し、それらの関係が逆転した時点で停止する（図７（ｃ）Ｔ２）。  
【００１６】
すなわち、時間測定部３２にて受光部２２の変化時間を測定することにより、受光部２２の電圧変化が塵埃検知によるものか否かを判別でき、汚れによるものと判断したときには、受光電流選択部３６を駆動して、受光部２２の出力電圧が初期値３Ｖになるように補正することができる。
【００１７】
よって受光部２２の出力電圧は常に測定されており、その出力に変化があった場合には、それが汚れによるものか否かを汚れ判別部３４により判別し、汚れによるものであれば、受光部２２の出力電圧は常に一定電圧になるように受光電流選択部３６にて受光電流が調整されるため、汚れによって受光部２２の電圧が上昇して塵埃が検知できなくなるということはない。また、使用者がホルダー１８，１９の汚れを掃除する必要がなくなる（例えば、特許文献１参照）。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平４−２７６２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来の電気掃除機の構成では、受光部の出力の変化により、塵埃検知手段の感度を最適化することで、引き続き正常使用をできるものの、いずれは受光部が塵埃で覆われてしまい、塵埃検知手段の適正な動作ができなくなる、といった課題があった。
【００２０】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、使い勝手のよい電気掃除機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記従来の課題を解決するために本発明の電気掃除機は、吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃が流れる空気通路内に光を放つ発光部と、前記発光部の光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部の出力信号の変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、前記発光部と前記受光部の近傍に配置されると共に前記空気通路内に出入り可能で、前記空気通路内に入ったときに前記空気通路を部分的に制限する通路制限手段と、前記通路制限手段を動作させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段の動作時間を決定する制御時間閾値とを備え、前記制御手段は、前記汚れ判別部の出力により、前記発光部又は／及び前記受光部が汚れていると判断した場合、前記制御時間閾値で定められた時間だけ、前記駆動手段で前記通路制限手段を前記空気通路に挿入するもので、通路制限手段によって空気通路の一部が制限されるため、発光部と受光部近傍の風速が上昇し、発光部と受光部近傍の塵埃が吹き飛ばされるので、使用者がわざわざ掃除を行なわなくても、受光部からの信号出力レベルが落ちずに常に正常な動作を実現でき、使い勝手の良い電気掃除機を提供できるものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電気掃除機は、塵埃検出手段の自動機能回復をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体図
【図２】同電気掃除機の回路図
【図３】同電気掃除機のホースと通路制限手段の断面図
【図４】同電気掃除機のホースと通路制限手段の断面図
【図５】従来の電気掃除機の床用吸込具の吸込口付近の断面図
【図６】同電気掃除機の回路図
【図７】（ａ）同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に汚れがなく塵埃が通過しないときの要部出力波形図、（ｂ）同塵埃検知装置の空気通路内に汚れがなく塵埃通過時の要部出力波形図、（ｃ）同塵埃検知装置の空気通路内に汚れがあるときの要部出力波形図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
第１の発明は、吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃が流れる空気通路内に光を放つ発光部と、前記発光部の光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部の出力信号の変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、前記発光部と前記受光部の近傍に配置されると共に前記空気通路内に出入り可能で、前記空気通路内に入ったときに前記空気通路を部分的に制限する通路制限手段と、前記通路制限手段を動作させる
駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段の動作時間を決定する制御時間閾値とを備え、前記制御手段は、前記汚れ判別部の出力により、前記発光部又は／及び前記受光部が汚れていると判断した場合、前記制御時間閾値で定められた時間だけ、前記駆動手段で前記通路制限手段を前記空気通路に挿入するもので、通路制限手段によって空気通路の一部が制限されるため、発光部と受光部近傍の風速が上昇し、発光部と受光部近傍の塵埃が吹き飛ばされるので、使用者がわざわざ掃除を行なわなくても、受光部からの信号出力レベルが落ちずに常に正常な動作を実現でき、使い勝手のいい電気掃除機を提供できるものである。
【００２５】
第２の発明は、特に、第１の発明の通路制限手段の動作時に、その動作を報知する報知手段を設けたもので、通路制限手段動作時に空気通路が制限されることにより一時的に吸引力が弱まることで使用者が感じる違和感を解消し、使い勝手の良い電気掃除機を提供できるものである。
【００２６】
第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の通路制限手段動作後、汚れ判別手段により再度、発光部又は／及び受光部の汚れを判別し、それらがなお汚れていると判断したときは、前記通路制限手段を再動作させるもので、一度の通路制限手段の動作だけでは取れない量の塵埃が受光部や発光部に付着した場合も、再度の通路制限手段の動作により塵埃除去率を高め、常に十分な発光部の光量と、受光部の感度が確保される為使い勝手のよい電気掃除機を使用者に提供できるものである。
【００２７】
第４の発明は、特に、第３の発明の通路制限手段の連続動作回数をカウントする動作カウンタと、前記通路制限手段の連続動作を制限する連続動作制限閾値とを備え、前記連続動作制限閾値の値だけ前記通路制限手段が動作した場合は、それ以上前記通路制限手段を動作させず、報知手段を動作させて、使用者に受光部や発光部の清掃を促すようにしたもので、通路制限手段だけでは取れない汚れの場合に、無駄に動作し続けてエネルギーを無駄にするのを防止することで、使い勝手のよい電気掃除機を使用者に提供できるものである。
【００２８】
第５の発明は、特に、第４の発明の電動送風機による吸引風の風速を検知する風速検知手段と、前記風速検知手段で検知された風速が一定値を下回ったことを判断する風速判断閾値とを備え、前記風速検知手段で検知した風速が一定値以下の場合は、連続動作制限閾値の値を増加させるもので、ごみの吸引により風速が落ちている場合は、通路制限手段の動作による発光部及び受光部の清掃機能が低下するため、通路制限手段の動作回数を増やすことによって、発光部及び受光部の清掃能力を向上させ、より状況にあった動作が可能となるため、使い勝手の良い電気掃除機を使用者に提供できるものである。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態における電気掃除機について図１〜４を用いて説明する。なお、上記従来例と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図１は、本実施の形態における電気掃除機の全体図である。
【００３２】
図１において、本実施の形態における電気掃除機の掃除機本体６１は、後部に電動送風機６２を内蔵し、前部に塵埃を捕集する集塵室６３が配され、掃除機本体６１の前部には、ホース６４が接続されている。ホース６４の他端には、掃除機本体６１の運転の操作と運転状態の表示、使用者に発光部２１及び受光部２２の清掃を促す後述の清掃報知手段６
９を兼ねた操作部６５が設けられている。
【００３３】
６６は伸縮自在の延長管で、一端は、ホース６４に接続され、他端は、塵埃掻き上げ用の吸込み具６７に着脱自在に接続される。又、掃除機本体６１の後部には、コンセント（商用電源）に接続して、掃除機本体６１に内蔵されている回路基板（図示せず）に電源を供給するための電源コードプラグ６８が設けられている。
【００３４】
また、掃除機本体６１とホース６４の接続部近傍には、通路制限手段７１とホース内の風速を検知する風速検知手段７７が設けられている。
【００３５】
次に、図２は、本実施の形態における電気掃除機の回路図である。
【００３６】
制御手段３７は、汚れ判別部３４の結果を記憶する判別結果記憶部６０と、通路制限手段７１の動作時間を決定する制御時間閾値７４と、通路制限手段７１の動作回数をカウントする動作カウンタ７５と、動作カウンタ７５の上限値である連続動作制限閾値７６と、ホース６４内の風速が一定値以下になった場合に判断を行なうための風速判断閾値７８とを有する。
【００３７】
図３及び図４は、ホース６４と通路制限手段７１の断面図で、空気通路内３の空気の流れをあらわしたものである。ソレノイドからなる駆動手段７２と通路制限板７３から構成された通路制限手段７１はホース６４を完全密閉する形で覆っており、通路制限手段７１に固定された駆動手段７２には、通路制限板７３が取り付けられており、通路制限板７３は、駆動手段７２の動作により、ホース６４内の空気通路内３に出入りできるようになっている。
【００３８】
通路制限板７３とホース６４の間にはパッキン（図示せず）が配置されており、通路制限板７３の動きによってエアー漏れが発生しないようになっている。また駆動手段７２は、制御手段３７（図示せず）に接続されており、制御手段３７からの信号を受けて動作する。
【００３９】
以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機の動作、作用を図１〜４及び図７を参照しながら説明する。
【００４０】
電気掃除機を、使用していくにつれて、発光部２１および受光部２２近傍には塵埃の汚れが次第に付着して行くため、フォトトランジスタ５が発光ダイオード４から受け取る光量が減少し、受光部２２の出力電圧は３Ｖから次第に上昇してしまう。
【００４１】
すると、電圧設定部２７との比較により変化検知部３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’に変化し、時間測定部３２は動作を開始する（図７（ｃ）Ｔ１）。この場合、受光部２２の出力電圧は変化しないため、時間測定部３２はその動作を継続して、ついには時間設定部３３に予め設定した値よりも大きくなる。すると、汚れ判別部３４が動作して制御手段３７から出力された信号によって制限時間閾値７４で設定された時間だけ駆動手段７２を動作させ、通路制限板７３を空気通路内３に押し出すとともに電動送風機６２を動作させる。
【００４２】
通常使用時には、空気通路内３を通る空気の流れは、図３の通常状態のように直進だが、通路制限板７３が挿入されることで、図４に示すように空気の流れは曲げられ、ホース６４の流路断面積が小さくなり、ベルヌーイの定理によって風速が増した風は、発光部２１と受光部２２近傍を流れることになる。
【００４３】
これによって、発光部２１及び受光部２２近傍の風速が急激に速まり、付着していた塵
埃を吹き飛ばす。その結果、フォトトランジスタ５が発光ダイオード４から受け取る光量が増加し、受光部２２の出力は３Ｖ付近まで戻り、通常通りの塵埃検知が可能となり、使用者が自ら発光部２１及び受光部２２の清掃を行なう手間が省けて使い勝手のよい電気掃除機を提供することが可能となる。
【００４４】
また、通路制限手段７１の動作と同時に清掃報知手段６９を動作させることで、通路制限手段７１で空気通路３が制限されることにより一時的に吸引力が弱まることで使用者が感じる違和感を解消し、使い勝手の良い電気掃除機を提供できるものである。
【００４５】
また、通路制限手段７１の動作後、再度汚れの判別を行い、まだ汚れていると判別された場合は再度、通路制限手段７１を動作させる。
【００４６】
以上の動作によって一度の通路制限手段７１の動作だけでは取れない量の塵埃が発光部２１や受光部２２に付着した場合も、再度の通路制限手段７１の動作により塵埃除去率を高め、常に十分な発光部２１の光量と、受光部２２の感度が確保される為、使い勝手のよい電気掃除機を使用者に提供できるものである。
【００４７】
また、通路制限手段７１の動作回数を動作カウンタ７５に記憶させ、連続動作制限閾値７６の値だけ通路制限手段７１が動作した場合は、それ以上通路制限手段７１を動作させない。
【００４８】
以上の動作によって、通路制限手段７１の動作だけでは取れない汚れの場合に、無駄に動作し続けるのを防止することで、使い勝手のよい電気掃除機を使用者に提供できるものである。
【００４９】
また、風速検知手段７７で検知した風速が、風速判断閾値７８よりも低い場合は、連続動作閾値７６の値を上昇させる。以上の動作によってごみの吸引により風速が落ちている場合は、通路制限手段７１の動作による発光部２１及び受光部２２の清掃機能が低下するため、通路制限手段７１の動作回数を増やすことによって、発光部２１及び受光部２２の清掃能力を向上させ、より状況にあった動作が可能となるため、使い勝手のよい電気掃除機を使用者に提供できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、塵埃を検出する為の発光部、受光部近傍に付着した塵埃を自動的に除去することで、使用者による電気掃除機の手入れを軽減し、より使用勝手の電気掃除機を提供することができ、塵埃検出制御を行う電気掃除機全てに特に有用である。  
【符号の説明】
【００５１】
２１  発光部
２２  受光部
３４  汚れ判別部
３７  制御手段
６０  判別結果記憶部
６２  電動送風機
６９  清掃報知手段（報知手段）
７１  通路制限手段
７２  駆動手段
７４  制御時間閾値
７５  動作カウンタ
７６  連続動作制限閾値
７７  風速検知手段
７８  風速判断閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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